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浅析4K技术的集成应用优势及瓶颈问题

近两年4K技术已经在安防领域得到了广泛应用,4K超高清监控引起了行业的广泛关注。目前,围绕安防行业设计的4K产品逐渐开始完善,各大主流安防企业开始推出4K产品。那么4K技术要想真正集成进视频监控领域,还需要哪些技术储备和产品支持呢?本文将就4K技术的起源、4K技术的应用落地化以及配套4K系统产品进行进一步讨论。

4k技术

4k技术

   一、4k的来源及优势

   4K最早起源于电视行业,4K超高清电视的概念早在几年前就被提出,并宣传的如火如荼,因此人们对于4K的概念其实并不陌生。很多时候,我们视频监控行业的发展也是紧随着电子消费类市场的脚步,例如电视机分辨率的演变经历了标清的CRT显像管电视→720P高清背投电视→1080P全高清平板电视,再到现在非常热门的4K超高清电视;而反观我们视频监控行业摄像机的发展也经历了标清的模拟摄像机→720p高清网络摄像机→1080p全高清网络摄像机,现在各大厂商也相继推出了自己的4K超高清网络摄像机产品。因此,不管在哪个领域,人类对于高清的追求都是永无止境的。

4K常见的分辨率有3840×2160和4096×2160像素2种规格。“4K”名称就来源于其水平方向的像素数,4K分辨率相当于4个1080P或8个720P。4K摄像机就是分辨率为800万像素的摄像机,其超高清的分辨率让其在未来的监控市场发展中具有非常大的优势。首先,4K摄像机可以很好地纵览全局,当随机事件发生,各个业务部门可以用同一台摄像机在同一幅图像中找到各自感兴趣的点,并且在经过多级放大后,仍能得到高清的细节画面。因此4K摄像机可以在不改变摄像机数量、焦距、角度的条件下,进行全天候、全场景下的监控。4K画面的丰富细节,可以让我们各个业务部门进行信息共享,同一个场景下,不用为了看清不同区域而架设多台摄像机,在一定程度上也节约了投资成本,让可视化管理更高效、联动响应更及时、安全系统更有保障。

   二、4k面临的主要问题

   目前4K技术的普及面临的最主要问题,是其超高清分辨率带来的超大带宽占用和超高存储成本。而现有的编码算法H.264从其发布至今已经有十多个年头了,但在未来的超高清时代,利用现有的编码方式,可能需要8-16M的超大码率才能保证图像质量,这对于带宽或存储都是很大的压力。在这样的背景下,需要有比H.264更高效的视频压缩标准来进一步推动视频高清化的发展。

   早在2010年初,JVT-VC小组就正式开始着手下一代视频压缩标准的定制,并于2013年定稿发布,命名为HEVC(HighEfficiencyVideoCoding),随后分别被ITU-T和ISO/IEC采纳成为国际标准,也就是H.265视频压缩标准。最新的H.265标准基本继承了H.264的框架,但是其中采用了大量全新的技术。在高清分辨率下,这些新技术的使用可以使H.265的压缩性能相比H.264提升一倍,简单来说,就是相同视频质量下,高清视频所需要的传输带宽或者存储空间则为H.264的一半左右。从客观效果测试提升上来看,测试结果表明,H.265在1080P分辨率下相比H.264码率降低40%~50%,在720p下相比降低30%~40%。

   而且,更值得我们欣慰的是,H.265由于其算法本身的特点,在4K这种更高分辨率的编码处理上效率会更高。由此可以看出,H.265必然会成为未来4K,甚至8K分辨率的最佳选择。其实,目前市场上已经有支持H.265的4K摄像机和4K的NVR推出了,相信未来也会成为4K领域的主流产品。

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